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单相智能电能表设计方案多目标稳健性评价通则

1范围

本文件规定了针对单相智能电能表设计方案开展多目标稳健性评价的对象、流程和方法。本文件适用于基于仿真模型的单相智能电能表设计方案多目标稳健性评价。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文件中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

DL/T1490-2015智能电能表功能规范

3术语和定义

DL/T1490-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1

干扰因素interferencefactor

在产品生产、存储和使用过程中，引起产品质量特性波动的外界因素。

注：干扰因素可能来自相同工艺不同批次产品间、同一批次不同产品间制造工艺、环境等。3.2

质量一致性qualityconsistency

表征产品质量特性波动幅度的综合指标，用标准偏差值表示。3.3

多目标稳健性评价robustnessevaluation

在环境温度、磁场等干扰因素影响下对评价对象进行质量一致性评价的活动。

4评价对象及干扰因素

4.1评价对象

单相智能电能表设计方案多目标稳健性评价应包含但不限于如下对象：

a)计量单元；

b)控制单元；

2

c)电源单元。

4.2干扰因素

单相智能电能表设计方案多目标稳健性评价应包含但不限于如下干扰因素：

a)环境温度；

b)工频磁场；

c)恒定磁场。

5评价流程

见图1。

信息收集

确定评价对象及干扰因素

建立仿真模型

质量特性分析

单一对象稳健型评价

综合稳健型评价

图1单相智能电能表硬件部分设计方案多目标稳健性评价流程

6评价方法

6.1信息收集

所需信息见表1。

表1单相智能电能表设计方案多目标稳健性评价所需信息

序号

信息来源

主要信息

1

产品设计文件

单元电路图、PCB图、元器件清单和物料规格书等

设计允许偏差范围、电参数、环境温度参数、磁场参数等

2

生产工艺文件

工艺流程和工位指导卡等

过程参数等

3

6.2建立仿真模型

按照如下步骤建立仿真模型：

a)分析单相智能电能表评价对象的工作原理及组成结构；

b)根据所评价对象，确定适合的仿真工具，建立仿真模型，参见附录A；

c)测试、验证与修正仿真模型；

d)若需大量计算，可建立快速计算模型，基本流程见图2。

对仿真模型与实际符合程度进行判断

图2快速计算基本流程

6.3质量特性分析

6.3.1概述

按照收集到的信息确定仿真模型中评价对象设计允许偏差范围。用于质量特性分析的虚拟样本数量每批次应不少于1000只。

6.3.2温度影响下计量误差分析

基于单相智能电能表计量单元仿真模型，在计量单元各参数公差范围内建立虚拟样本（可采用正态分布），在参比频率、参比电流和参比电压条件下，在产品规范规定的范围内每间隔10℃,仿真得到每批次单相智能电能表的计量误差分布。

6.3.3工频磁场影响下计量误差分析

基于单相智能电能表计量单元仿真模型，在计量单元各参数公差范围内建立虚拟样本（可采用正态分布），在参比频率、参比电压条件下，各方向施加规范规定的工频磁场强度（如0.5mT），仿真得到无负载电流、Itr下每批次单相智能电能表的计量误差分布。

6.3.4温度影响下控制单元质量特性分析

基于单相智能电能表控制单元仿真模型，在控制单元各参数公差范围内建立虚拟样本（可采用正态

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分布），在参比频率、参比电压、参比电流条件下，在产品规范规定的范围内每间隔10℃,仿真得到每批次单相智能电能表的负荷开关动作时间分布。

6.3.5恒定磁场影响下控制单元质量特性分析

基于单相智能电能表控制单元仿真模型，在控制单元各参数公差范围内建立虚拟样本（可采用正态分布），在参比频率、参比电压、参比电流条件下，各方向施加规范规定的恒定磁场（如200mT），仿真得到每批次单相智能电能表的负荷开关分闸时间分布及合闸时间分布。

6.3.6温度影响下电源单元质量特性分析

基于单相智能电能表整机热仿真模型及电源单元仿真模型，在电源单元各参数公差范围内建立虚拟样本（可采用正态分布），电压分别选取参比电压、1.25倍参比电压，电流分别选取10Itr、50%Imax、Imax、1.2Imax，在产品规范规定的范围内每间隔10℃,仿真得到每批次单相智能电能表误保护概率。

6.4稳健性计算

6.4.1单一对象稳健性计算

根据6